Eletrônica II
Germano Maioli Penello
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http://www.lee.eng.uerj.br/~germano/Eletronica II _ 2015-1.html
Aula 17
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Amplificadores em cascata
Em diversas situações, um amplificador de apenas um transistor não consegue
satisfazer todos os requerimentos exigidos numa situação específica (resistência de
entrada, resistência de saída e ganho).
Para resolver este problema, amplificadores podem ser conectados em série para
otimizar as características do amplificador como um todo.
Exemplo calculado na aula 4
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Amplificadores em cascata
Calcule as características do seguinte amplificador
β = 100
VBE = 0.7V
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Amplificadores em cascata
β = 100
VBE = 0.7V
1. Eliminar a fonte de sinal AC e determinar o ponto de operação DC
2. Calcular os parâmetros do modelo de sinais pequenos
3. Eliminar fontes DC (curto circuito em fontes de tensão e circuito aberto em
fontes de corrente)
4. Substituir o BJT pelo modelo equivalente
5. Analisar o circuito resultante para calcular o ganho, resistência de entrada e
resistência de saída.
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Amplificador cascode
Configuração fonte comum
Se aumentarmos a resistência por um fator K sem alterar a corrente , aumentamos
o ganho do circuito (esse bloco é chamado de buffer de corrente)
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Amplificador cascode
A corrente que passa por Q2 é a mesma que passa por Q1,
mas a resistência vista na saída é alterada, alterando o
ganho do circuito como um todo.
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Amplificador cascode
Vimos que:
Base comum – Bom por ter largura de banda elevada, mas tem baixa impedância de
entrada.
Emissor comum – alta impedância de entrada implica em baixo ganho.
Acoplamento dos dois gera um amplificador com moderadamente alta impedância de
entrada, alta impedância de saída, alto ganho e boa resposta em frequência.
Q1 – emissor (fonte) comum
Q2 – base (porta) comum
BJT
Vantagens de acoplar os transistores na
configuração cascode:
•Melhor isolamento entre entrada e saída
•Melhor ganho
•Aumento de impedância de entrada
•Aumento de impedância de saída
•Melhor estabilidade
•Aumento de largura de banda
MOSFET
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Amplificador cascode
Configuração cascode BiCMOS
NMOS como o dispositivo
amplificador com BJT como um
transistor cascode.
NMOS utilizado para implementar
um cascode duplo.
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Amplificador cascode
Determinar Rin, Rout e ganho
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Amplificador cascode
Rin = ?
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Amplificador cascode
Rin = ∞
Rout= ?
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Amplificador cascode
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Amplificador cascode
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Amplificador cascode
Simplificando
Em outras palavras, se determinarmos Gm e Ro, estamos representando o circuito original
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Amplificador cascode
Dterminando Gm
Ao dar um curto na carga, a corrente que passa
no curto é Gmvi
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Amplificador cascode
Dterminando Gm
Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto é Gmvi
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Amplificador cascode
Dterminando Gm
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Amplificador cascode
Dterminando Gm
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Amplificador cascode
Dterminando Gm
Resultado esperado. A corrente que passa no circuito depende basicamente de Q1
E agora Ro nada mais é do que a resistência de saída que já calculamos.
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Amplificador cascode
Com isto, o ganho pode ser facilmente calculado
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Amplificador cascode
Caso
e
Deixando claro o aumento no ganho!
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Amplificador cascode - Exemplo
Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2
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Amplificador cascode - Exemplo
Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2
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Amplificador cascode - Exemplo
Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2
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Amplificador cascode - Exemplo
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Amplificador cascode - Exemplo
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Amplificador cascode - Exemplo
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Amplificador cascode - Exemplo
Ganho de tensão é similar à configuração emissor comum.
Melhor resposta em frequência.
Veremos a partir a próxima aula a resposta em frequência dos amplificadores.
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